Революция в подводной разведке: ученые научили дроны отчетливо видеть морское дно
Подводные дроны смогут видеть дно океана четче без мощных компьютеров - ученые создали акустическую линзу, устраняющую искривление сигнала сонара. Новая технология может сделать подводную разведку гораздо дешевле.
Об этом информирует РБК-Украина со ссылкой на BGR.
Почему подводные дроны видят размытую картинку?
На сегодняшний день спутники закартовали 100 процентов морского дна, однако только с разрешением около 1,6 километра.
Судовые многолучевые сонары на большой глубине обеспечивают детализацию от 15 до 50 метров.
Ученые убеждены: применение подводных автономных дронов позволяет приблизить измерительные приборы ко дну, но здесь возникает другое препятствие. Для защиты оборудования и уменьшения гидродинамического сопротивления излучатели сонара размещают по изогнутому обтекателю.
Искривленная форма купола деформирует волновой фронт, поэтому звуковой луч расширяется и теряет мощность.
Современные электронные системы коррекции луча требуют много энергии и вычислительных ресурсов, а это критично для автономных девайсов.
Как работает новая силиконовая линза?
Китайские ученые рассчитали характер искажений и создали физическую линзу, корректирующую звуковую волну еще до ее прохождения через обтекатель по аналогии с тем, как оптическая система оптимизировала изображение для космического телескопа Габбл.
Конструкция линзы имеет следующие особенности:
Материал - линза состоит из концентрических силиконовых колец.
Примеси вольфрама - каждое кольцо содержит разное соотношение микрочастиц вольфрама, изменяющее скорость прохождения звука через материал.
Персонализация - голографическую линзу можно изготовлять индивидуально под форму купола конкретной модели подводного аппарата.
Результаты испытаний и перспективы
Лабораторные тесты показали, что использование линзы сужает сонарный луч с угла свыше 65 до 16-30 градусов.
В ходе полевых испытаний на реке Цзюлун дрон смог обнаружить погруженную пластиковую сферу на глубине около 1,8 метра. Без линзы эхо-сигнал полностью терялся в экологических отражениях, однако новая разработка снизила уровень помех на 11,98 децибела.
Ученые считают, что технология позволит детально исследовать более 100 тысяч подводных гор высотой более 1000 метров, из которых изучено менее 0,1 процента.
Следующий этап научных исследований - испытание линзы в реальной морской воде.